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近幾年空氣能熱泵系統在家裝中占比增大,由于具有一機多用、節能性、環保性、壽命長以及穩定性等特點,受到家裝用戶的認可,安裝也多了起來,隨著冬季的深入,空氣能熱泵的所有特性就體現出來了,不少人在安裝的時候會看到或大或小的水箱連接在一起,卻不清楚作用有哪些?是否可以省去不用?在設計的時候需要配置多大的容量呢?

成都空氣能熱泵維修

 

什么是緩沖水箱?

緩沖水箱也可稱為節能緩沖水箱、蓄能水箱,連接串聯在空氣能系統的水管道中,用于增加系統中的水容量,儲存冷量和熱量,能夠有效地解決系統管道過短造成的冷熱波動和主機頻繁啟動,以此來達到節能省電和延長設備壽命的目的。

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緩沖水箱的作用

① 為了防止主機頻繁啟停

空氣能熱泵系統能夠給室內提供風機盤管制冷和制熱,也能給地暖提供制熱,由于管路中循環的都是水媒介,當使用在地暖時,水容量比較大,設備運行啟停時間還好,可是當使用在風機盤管工作時,整個空氣能的空調系統的水容量就會比較小,主機在運行很短的時間就會達到設定的水溫,從而主機停止工作,經過短時間的熱量轉化,水溫出現升高或者喜愛將,溫度探頭感應到水溫在主機的啟動條件時,又會重新啟動工作,這樣就會造成主機的頻繁啟動,從而造成電能的浪費以及主機壽命的減少。所以,在安裝了緩沖水箱之后,能夠增加系統的水容量,減少主機啟動的頻率。

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② 使系統水溫更加穩定,從而室內溫度更加穩定

水的比熱很大,能夠有長時間的儲熱性能,水在加熱和制冷之后,需要一段時間才會變為常溫狀態,倘若整個系統中的水容量很大,水中儲存的熱量和冷量也會更多,系統溫度可以保持更長的時間,室內即使在不加熱和不制冷啟動的時候,也能保持一段時間,例如在風機盤管制冷功能上,風機盤管能夠通過管道中的冷凍水溫,持續給室內輸送冷量,不會出現風機盤管關閉,立即停止冷量輸出的問題,在地暖制熱功能上,地暖中儲存的水溫,也能持續供熱2-3小時不會降低,這對于整個系統而言,有利于能耗的降低和舒適度的提高,進而室內的溫度也會更長時間的穩定。

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③ 避免化霜時水溫下降過多導致水溫波動較大,保證室內可以連續制熱

在冬季采暖時,由于空氣能熱泵是通過吸收環境的低品位熱量,在主機工作的時候需要排出大量的冷風,在主機的位置與普通空調相同,都會有化霜的過程,化霜時間的長短影響著室內的溫度波動,從而影響著給室內的連續供熱,主機在化霜的時候需要消耗系統中的熱量,如果整個管路系統中的水量過少,搭載的熱量也就不多,被主機消耗了熱量之后,整個系統管道中的水溫就會降低,影響著室內的采暖溫度,倘若加了緩沖水箱之后,水箱中存儲有足夠的水量和溫度,當主機遇到化霜的時候,水箱中的水就可以加速化霜的時間,消耗室內末端的熱量就比較少,能夠避免主機化霜而造成水溫下降過多導致水溫波動較大,對系統的熱穩定性造成沖擊,從而保證室內可以連續制熱。

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④可作為系統的排氣系統,增加系統穩定性

我們注入到空氣能管道中的水有一定的容量,水中也會含有一定量的空氣,水中的空氣會造成管道中的氣堵,影響著系統中水流速度以及熱量與冷量的散發,倘若在系統中增加了緩沖水箱,系統中的循環水從水箱的上部進入,再從下部流出,水中的空氣就會向上游走,從水箱上部排氣閥排出,這樣再次進入到管道中的水就沒有空氣,水泵中的葉輪不會空轉,管道轉角位置也不會有氣堵,也能保證室內末端熱量和冷量的正常輸送,當然如果不增加緩沖水箱,改用耦合罐的方式也能解決水泵空轉以及排氣問題,不過很容易出現主機的高雅報警以及流量開關故障率增加等問題。

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⑤排污更容易,減少系統雜質堵塞

我們都知道各地的水質有著差異,水中的鈣鎂離子含量不同,也會導致硬度不同,隨之而來產生的水垢含量也會不同,由于整套系統中會設置補水開關以及排污閥等,便于后期對系統的維護和保養,水中沉積的雜質和水垢在循環的過程中很容易堵塞管道和零部件設備,倘若增加緩沖水箱,這些雜質會循環沉積到水箱的底部,在經過Y型過濾器的時候,水中的雜質就不會再隨著水流循環到水泵與管道中,從而減少系統被雜質堵塞,也會減少小孔徑設備被堵塞的幾率,當然,在進入系統中的水增加過濾裝置以及軟水裝置后,水質能夠變得更加好,對整個系統也是有益的,不過就需要增加凈水設備的投入。

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緩沖水箱容量計算方式

緩沖水箱的容量 = 系統穩定所需水量 - 系統實際水量

系統穩定所需水量(M),M=QT/(C△T),其中Q為熱泵機組的制熱量(單位是KW),T為化霜時間(單位是秒),一般化霜的時間為3分鐘,C為水的比熱容,一般取值為4.210的三次方(單位焦耳/千克攝氏度),△T為供水溫度波動要求,夏季溫差不大于5℃,冬季溫差不大于3℃。

系統實際水量=地暖管每米水容量*系統管道總長,如果是暖氣片作為末端,還需要計算暖氣片的水容量,由于地暖的水容量大于空調管路的水容量,因此以地暖作為實際水量計算。

例如100平米的實際采暖面積,在南方地區所需要的制熱量為13KW,可算出系統中所需要的水量為13360÷(4.2*3)=186L.

系統實際水量:假設鋪設16管,16管每米的水容量大約為0.23升,根據一平米6.8米管長計算,系統實際水量為0.236.8100=156L。

因此,緩沖水箱的容量 = 系統穩定所需水量 - 系統實際水量=186L-156L=30L,一般實際安裝的緩沖水箱都會大于這個值,選擇100升的緩沖水箱比較多一些,當然根據安裝和設計經驗也能判斷,采用100升和150升的緩沖水箱都能滿足要求。

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總結

空氣能熱泵系統在設備配置上,通常都會設計膨脹水箱和緩沖水箱,目的就是為了整個系統能夠增大水容量,平衡水力以及上述的各種緩沖水箱的優點,對于如何配置水箱的容量大小,可以通過嚴格的計算來匹配,對于小戶型也能根據經驗配置相應的水箱,不過大戶型在水量上要求更加嚴格,最好是做出精確的計算才好。

 

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